【正文】 濟(jì)、可靠的特點(diǎn)，在35KV及以下電壓等級(jí)中廣泛應(yīng)用。微機(jī)保護(hù)是不是像傳說中的那么神乎其神呢？是騾子是馬，就需要用MATLAB來對(duì)保護(hù)的性能和指標(biāo)做出評(píng)判。電力系統(tǒng)的不斷更新和發(fā)展，對(duì)微機(jī)保護(hù)不斷提出新的更高的要求。工程師們對(duì)其在電力系統(tǒng)的研究和開發(fā)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在線應(yīng)用的技術(shù)性的革命。 Sampling Data目 錄第1章 引言 1第2章 微機(jī)保護(hù)的基本理論知識(shí) 3 微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)簡介 3 微機(jī)保護(hù)的算法 5 兩點(diǎn)乘積法 5 對(duì)稱分量選相法 7第3章 電力系統(tǒng)故障暫態(tài)仿真………………………………………………………........12 仿真模擬參數(shù)的設(shè)定……………………………………………………………...12 Solver參數(shù)的設(shè)定本文對(duì)MATLAB軟件如何應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)做了詳細(xì)說明，并運(yùn)用MATLAB的動(dòng)態(tài)仿真工具對(duì)電力系統(tǒng)中的故障以及微機(jī)保護(hù)的算法進(jìn)行了仿真分析，說明了MATLAB在微機(jī)繼電保護(hù)中應(yīng)用的可行性?！?0 微機(jī)保護(hù)算法綜合仿真我國的微機(jī)保護(hù)[1]的研究始于1979年，可以算得上是后起之秀。 Simulink是MATLAB軟件的功能擴(kuò)展和特色的體現(xiàn)，是搭建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型和進(jìn)行仿真的軟件包。工程師們經(jīng)過研究和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，如果同時(shí)利用線路兩側(cè)的電氣量就可以快速而又可靠地區(qū)分發(fā)生在線路內(nèi)的短路故障和外部短路故障，從而達(dá)到了快速、有選擇地切除線路任一點(diǎn)故障的目的。本設(shè)計(jì)6KV線路采用電流保護(hù)，保護(hù)算法采用兩點(diǎn)法。我國在微機(jī)保護(hù)方面可以說是后起之秀，1984年第一套以6809(CPU)為基礎(chǔ)的距離保護(hù)樣機(jī)投入試運(yùn)行。一句話來說，微機(jī)保護(hù)的可靠性要比傳統(tǒng)的保護(hù)大大提高了。圖22 信號(hào)采樣圖(ALF)根據(jù)奈奎斯特采樣定理，采樣信號(hào)的頻率必須大于(為被采樣信號(hào)的頻率)。四．模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部件，它肩負(fù)著將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的任務(wù)，從而方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、控制和顯示。同理，對(duì)電壓，有 (26) (27) (28)式中，是采樣時(shí)刻電壓的相角。以這個(gè)例子來說，當(dāng)時(shí)，可以用阻抗法來進(jìn)行區(qū)分到底是單相接地還是兩相接地，若是A相接地短路(AN)，兩相間的阻抗基本是負(fù)荷阻抗，它的值較高，測量阻抗應(yīng)該在Ⅲ段阻抗以外；若是BC兩相接地短路(BCN)，那么BC兩相之間的測量阻抗應(yīng)該在Ⅲ段阻抗以內(nèi)。Solver參數(shù)的設(shè)定是進(jìn)行仿真模擬工作前的準(zhǔn)備工作，如何設(shè)定參數(shù)是根據(jù)程序設(shè)計(jì)時(shí)的需求而定的，以便Simulink發(fā)揮最好的效果。(6）Solversize）的默認(rèn)值一般為auto。第二個(gè)選項(xiàng)為Produceadditionaloutput，設(shè)定其Outputtimes的數(shù)值與Refinefactor類似，它能使輸出更平滑。可在Load圖32工作空間（Workspace）窗口設(shè)定State后就可以從其他的地方讀取狀態(tài)值，或在得到穩(wěn)定狀態(tài)值時(shí)，將其保存起來以備下次仿真時(shí)使用。Solver連接后的功能驗(yàn)證，有none、warning、error三種選擇，一般都選擇none，以免影響執(zhí)行速度。圖13給出了一個(gè)實(shí)際500kV輸電線路模型，MN為故障線路，NR為非故障線路。三相分布參數(shù)線路模塊：Elements三相故障模塊：Powerlib_extras/ThreePhase新模型的缺省名為untitled，可保存為其他文件名。 兩點(diǎn)法作為保護(hù)算法(1)用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)法已知電路的輸入電壓是，輸入電流時(shí)，每個(gè)周期采樣12個(gè)點(diǎn)，運(yùn)用兩點(diǎn)法來計(jì)算信號(hào)的有效值，由兩點(diǎn)法的(311)、(312)公式： (311) (312)其中，、是不同時(shí)刻采樣點(diǎn)的瞬時(shí)值，在MATLAB中編寫如下程序：clear。for jj=4:m(2) I(jj)=sqrt((Ia(jj)*Ia(jj)+Ia(jj3)*Ia(jj3))/2)。Va39。plot(t1,U,39。bo39。從故障處，線路被分為6km和9km兩段，故障時(shí)間可以在Transition times來進(jìn)行設(shè)置。（1）準(zhǔn)備仿真數(shù)據(jù)文件。完成電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真模型的實(shí)際仿真后。這樣，（如圖23所示）獲得相應(yīng)的故障暫態(tài)電壓電流數(shù)據(jù)，并繪制電壓電流波形圖（如圖24所示）。t=k（：，1）表示將k矩陣中第1列各元的值賦給數(shù)組t，符號(hào)“：”表示從第1行開始取值一直到第n行；第12行，在第11行創(chuàng)建的第2塊圖形區(qū)域內(nèi)分別繪制：a相電流ia（實(shí)線）、b相電流ib（虛線）、c相電流ic（點(diǎn)劃線）；13m=k(:,8:13)。a=1。vc=m(:,3)。14圖53 MN故障線路N端電壓電流經(jīng)Tukey低通濾波后的波形圖：K矩陣的第一列為時(shí)間（即各采樣時(shí)刻）。則m矩陣的第1列為va，第2列為vb，第3列為vc，第4列為ia，第5列為ib，第6列為ic。closet=t0。y]=size(k)。8va=m(:,1)。ic=m(:,6)。subplot(221)。xlable(‘t/ms’)。legend(‘ia’,’ib’,ic’)。421%實(shí)現(xiàn)差分方程輸出，使BC相間電流通過Tukey低通濾波22%實(shí)現(xiàn)差分方程輸出，使BC相間電壓通過Tukey低通濾波legend(’vbc’,’v1bc’)。legend(’ibc’,’i1bc’)。i(1:a1)]。3538t=m1(:,1)。subplot(223)。xlabel(‘t/ms’)。5860L=342。on。7073圖61 三相短路接地時(shí)電流波形圖62 三相短路接地時(shí)電壓波形如圖63是運(yùn)用兩點(diǎn)法作為保護(hù)算法,縱聯(lián)保護(hù)法保護(hù)220KV線路故障發(fā)生時(shí)的電流波形。通過觀察電壓、電流波形，從而得出結(jié)論：微機(jī)保護(hù)的性能優(yōu)良，動(dòng)作迅速、可靠，充分保護(hù)了電力系統(tǒng)不受各種短路故障的沖擊，保證了電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。每次懷著忐忑的心情去請(qǐng)教張老師問題時(shí)，總能得到她耐心、熱情的指導(dǎo)。懇請(qǐng)各位老師對(duì)文中的錯(cuò)誤和不妥之處提出批評(píng)與指正！參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：中國電力出版社，.[2] 李曉明，[M].北京：中國電力出版社，.[3] [M].北京：.[4] [M].北京：中國電力出版社 .[5] [J].長江職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003,20(1):43.[6] [D].成都：西南交通大學(xué)，2006.[7] [M].南京：東南大學(xué)出版社，1994.[8] [M].北京：水利電力出版社，1991.[9] [M].北京：水利電力出版社，1991.[10] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.[11] [J]. 北京：中國電力出版社，1995.[12] [D].北京：中國電力出版社，1983.。最后還要感謝周圍同學(xué)，謝謝他們給予我的鼓勵(lì)和幫助。本課題的設(shè)計(jì)還有很多不足之處，例如在搭建復(fù)雜電力系統(tǒng)過程中，變壓器輸入輸出電壓的比值無法完全滿足額定比，從而與實(shí)際電力系統(tǒng)有一定的差別；本設(shè)計(jì)僅是簡單的一段式保護(hù)，與電力系統(tǒng)實(shí)際的繼電保護(hù)復(fù)雜程度和精確程度上都有一定差距。圖63 A相接地短路接地時(shí)電流波形如圖665，是運(yùn)用突變量電流算法作為保護(hù)算法用于保護(hù)6KV線路的電流、電壓波形。72+(C/2)*sin(tt)。68plot(r0,x0,’k’)。64Rzd=*342*。L=42km。R0=,L0=。ylabel(‘r(t)’)。axis([t1,t2,15,20])subplot(222)。49plot(t,r,’ko’)。x=m1(:,3)。a1=t1*N/。39v(1:a2)]。333129v1=filter(b,a,v)/4。i1=filter(b,a,i)/4。120%標(biāo)注橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)量綱及圖例18legend(‘va’,’vb’,vc’)。13vc=m(:,3)。7tmin=min(t)。k=m’。3如果要考察第三節(jié)建立的電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真模型中MN故障線路M端保護(hù)安裝出口近區(qū)42km處兩相短路故障時(shí)微機(jī)保護(hù)算法的性能，則分別設(shè)置模擬MN故障線路的兩段分布參數(shù)線路模塊L1和L2的線路長度分別為42km和300km（兩段分布參數(shù)線路長度之和等于MN故障線路的長度）。第10行，給tukey低通濾波器的單位沖擊響應(yīng)系數(shù)b賦值（比實(shí)際值擴(kuò)大了4倍）。第5行，將k矩陣中的第1列各行的采樣時(shí)刻值賦給數(shù)組t。figure1319T=。第6行，將k矩陣中的第11列各行的采樣值賦給數(shù)組ia，即讀取a相電流；將k矩陣中的第12列各行的采樣值賦給數(shù)組ib，即讀取b相電流；將k矩陣中的第13列各行的采樣值賦給數(shù)組ic，即讀取c相電流； 圖51 圖52MN故障線路N端電壓電流波形圖：設(shè)置完成后就可以對(duì)系統(tǒng)來進(jìn)行仿真了，仿真操作可以在MATLAB的命令窗口中來運(yùn)行仿真命令。title(39。)。Ia39。plot(t1,Va,39。t1=(0::)。 第4章 設(shè)計(jì)的主體內(nèi)容 典型電力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 輸電線路型號(hào)及長度選擇220KV線路選型計(jì)算：110KV線路選型計(jì)算：6KV線路選型：根據(jù)計(jì)算的電流值，選擇以下型號(hào)的鋼芯鋁絞線作為相應(yīng)輸電線路表41 輸電線路型號(hào)表線路電壓等級(jí)/KV標(biāo)稱截面/mm鋁/鋼結(jié)構(gòu)根數(shù)/直徑/(根/mm)外徑/mm計(jì)算質(zhì)量(kg/km)直流電阻(20℃)/(Ω/km)計(jì)算載流量/A鋁鋼70℃80℃90℃220210/3526/7/40950758611095/1526/7/